想要深入學(xué)習(xí)MemCache，首先要了解MemCache實(shí)現(xiàn)原理。在這里，我們首先要說明一點(diǎn)，MemCache的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中，存放在內(nèi)存中個(gè)人認(rèn)為意味著幾點(diǎn)：

1、訪問數(shù)據(jù)的速度比傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)要快，因?yàn)镺racle、MySQL這些傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的持久性，數(shù)據(jù)存放在硬盤中，IO操作速度慢

2、MemCache的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中同時(shí)意味著只要MemCache重啟了，數(shù)據(jù)就會(huì)消失

3、既然MemCache的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中，那么勢(shì)必受到機(jī)器位數(shù)的限制，這個(gè)之前的文章寫過很多次了，32位機(jī)器最多只能使用2GB的內(nèi)存空間，64位機(jī)器可以認(rèn)為沒有上限

然后我們來看一下MemCache的原理，MemCache最重要的莫不是內(nèi)存分配的內(nèi)容了，MemCache采用的內(nèi)存分配方式是固定空間分配。

涉及了slab_class、slab、page、chunk四個(gè)概念，它們之間的關(guān)系是：

1、MemCache將內(nèi)存空間分為一組slab

2、每個(gè)slab下又有若干個(gè)page，每個(gè)page默認(rèn)是1M，如果一個(gè)slab占用100M內(nèi)存的話，那么這個(gè)slab下應(yīng)該有100個(gè)page

3、每個(gè)page里面包含一組chunk，chunk是真正存放數(shù)據(jù)的地方，同一個(gè)slab里面的chunk的大小是固定的

4、有相同大小chunk的slab被組織在一起，稱為slab_class

MemCache內(nèi)存分配的方式稱為allocator，slab的數(shù)量是有限的，幾個(gè)、十幾個(gè)或者幾十個(gè)，這個(gè)和啟動(dòng)參數(shù)的配置相關(guān)。

MemCache中的value過來存放的地方是由value的大小決定的，value總是會(huì)被存放到與chunk大小最接近的一個(gè)slab中，比如slab[1]的chunk大小為80字節(jié)、slab[2]的chunk大小為100字節(jié)、slab[3]的chunk大小為128字節(jié)（相鄰slab內(nèi)的chunk基本以1.25為比例進(jìn)行增長(zhǎng)，MemCache啟動(dòng)時(shí)可以用-f指定這個(gè)比例），那么過來一個(gè)88字節(jié)的value，這個(gè)value將被放到2號(hào)slab中。放slab的時(shí)候，首先slab要申請(qǐng)內(nèi)存，申請(qǐng)內(nèi)存是以page為單位的，所以在放入第一個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候，無論大小為多少，都會(huì)有1M大小的page被分配給該slab。申請(qǐng)到page后，slab會(huì)將這個(gè)page的內(nèi)存按chunk的大小進(jìn)行切分，這樣就變成了一個(gè)chunk數(shù)組，最后從這個(gè)chunk數(shù)組中選擇一個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

如果這個(gè)slab中沒有chunk可以分配了怎么辦，如果MemCache啟動(dòng)沒有追加-M（禁止LRU，這種情況下內(nèi)存不夠會(huì)報(bào)Out Of Memory錯(cuò)誤），那么MemCache會(huì)把這個(gè)slab中最近最少使用的chunk中的數(shù)據(jù)清理掉，然后放上最新的數(shù)據(jù)。針對(duì)MemCache的內(nèi)存分配及回收算法，總結(jié)三點(diǎn)：

1、MemCache的內(nèi)存分配chunk里面會(huì)有內(nèi)存浪費(fèi)，88字節(jié)的value分配在128字節(jié)（緊接著大的用）的chunk中，就損失了30字節(jié)，但是這也避免了管理內(nèi)存碎片的問題

2、MemCache的LRU算法不是針對(duì)全局的，是針對(duì)slab的

3、應(yīng)該可以理解為什么MemCache存放的value大小是限制的，因?yàn)橐粋€(gè)新數(shù)據(jù)過來，slab會(huì)先以page為單位申請(qǐng)一塊內(nèi)存，申請(qǐng)的內(nèi)存最多就只有1M，所以value大小自然不能大于1M了

文章來自：五月的倉(cāng)頡